(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と、
並設された複数のタッチ検出電極と、一つの基板辺に沿って形成されると共に前記複数
のタッチ検出電極の各一端が接続された端子部とを有する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挿設された表示機能層と、
前記表示機能層を取り囲むように設けられ、前記表示機能層を前記第１の基板と前記第２の基板との間に封止する封止部と、
前記端子部が設けられた前記基板辺に沿って、前記第１の基板もしくは前記第２の基板またはそれらの双方に設けられたシールド電極と
を備え、
前記シールド電極が、前記第１の基板もしくは前記第２の基板またはそれらの双方と前記封止部との間に選択的に形成された電極パターン部分を含む
タッチ検出機能付き表示装置。
【請求項２】
前記表示機能層は液晶層である
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項３】
前記第１の基板における、前記第２の基板に対向する側の面に複数の画素電極が形成され、
前記複数のタッチ検出電極および前記端子部は、前記第２の基板における、前記第１の基板に対向する側とは反対側の面に形成されている
請求項２に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項４】
前記複数のタッチ検出電極は、前記端子部が設けられた前記基板辺と交差する方向に延在し、
さらに、前記第１の基板または前記第２の基板における、相手基板との対向面に、前記複数のタッチ検出電極と交差する方向に延在する複数の共通電極が設けられている
請求項３に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項５】
前記シールド電極は、前記第１の基板および前記第２の基板の四隅に対応する部分以外の部分に形成されている
請求項１に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項６】
前記電極パターン部分は、前記端子部に対応する位置に選択的に形成されている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項７】
前記電極パターン部分は、前記封止部を横切るように選択的に形成されている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項８】
前記電極パターン部分は、前記封止部に沿った方向に延びるように選択的に形成されている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項９】
前記第１の基板は、前記封止部に対応する位置を通過するように形成された制御信号線を有し、
前記電極パターン部分は、前記制御信号線に対応する部分に選択的に形成されている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１０】
タッチ検出期間における前記タッチ検出信号に基づいてタッチを検出するタッチ検出部をさらに備え、
前記電極パターン部分は、前記タッチ検出期間において信号レベルが変化する制御信号線に対応する部分に選択的に形成されている
請求項９にタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１１】
前記第１の基板もしくは前記第２の基板またはそれらの双方と前記封止部との間に前記電極パターン部分が形成されていない部分において、前記第１の基板もしくは前記第２の基板またはそれらの双方の表面には選択的に凹凸形状が形成されている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１２】
前記共通電極は、前記第１の基板における前記第２の基板との対向面に、前記画素電極の形成された層と異なる層に形成され、
前記シールド電極は、前記第１の基板において、前記画素電極の形成された層と同じ層および前記共通電極の形成された層と同じ層のうちの少なくとも一方に形成される
請求項４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１３】
前記共通電極は、前記第２の基板における前記第１の基板との対向面に設けられ、
前記シールド電極は、前記第１の基板における前記画素電極の形成された層と同じ層、および前記第２の基板における前記共通電極の形成された層と同じ層のうちの少なくとも一方に形成される
請求項４に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１４】
前記シールド電極は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化亜鉛、酸化錫、ＴｉＯのうちの少なくとも１つ以上により構成されている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１５】
前記シールド電極、前記シールド電極が形成された前記第１の基板および前記第２の
基板の下地部分、ならびに前記封止部はともに有機材料により構成されている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１６】
前記シールド電極は、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロールのうちのいずれかにより構成されている
請求項１５にタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１７】
前記シールド電極は、前記基板辺と交差する辺にも形成されている
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のタッチ検出機能付き表示装置。
【請求項１８】
タッチ検出機能付き表示装置と、
前記タッチ検出機能付き表示装置を利用した動作制御を行う制御部と
を備え、
前記タッチ検出機能付き表示装置は、
第１の基板と、
並設された複数のタッチ検出電極と、一つの基板辺に沿って形成されると共に前記複数のタッチ検出電極の各一端が接続された端子部とを有する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に挿設された表示機能層と、
前記表示機能層を取り囲むように設けられ、前記表示機能層を前記第１の基板と前記第２の基板との間に封止する封止部と、
前記端子部が設けられた前記基板辺に沿って、前記第１の基板もしくは前記第２の基板またはそれらの双方に設けられたシールド電極と
を有し、
前記シールド電極が、前記第１の基板もしくは前記第２の基板またはそれらの双方と前記封止部との間に選択的に形成された電極パターン部分を含む
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ検出機能を有する表示装置に係り、特に外部近接物体による静電容量の変化に基づいてタッチを検出するタッチ検出機能付き表示装置、およびそのようなタッチ検出機能付き表示装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、指等の外部近接物体を検出するタッチ検出機能を液晶表示装置等の表示装置に搭載し、その表示装置に各種のボタン画像等を表示させることにより、通常の機械式ボタンの代わりとして情報入力を可能とした表示装置が注目されている。このようなタッチ検出機能を有する表示装置は、キーボードやマウス、キーパッドのような入力装置を必要としないため、コンピュータのほか、携帯電話のような携帯情報端末などでも、使用が拡大する傾向にある。
【０００３】
タッチ検出装置の方式としては、光学式や抵抗式などいくつかの方式が存在するが、比較的単純な構造をもち、かつ低消費電力が実現できる、静電容量式のタッチ検出装置が期待されている。例えば、特許文献１には、表示を行うための画素電極および共通電極が形成された画素基板と、タッチ検出電極が形成された対向基板と、その画素基板と対向基板との間に配置された表示機能層としての液晶層とを有する、タッチ検出機能を内蔵した表示装置が提案されている。この表示装置は、表示用の共通電極を一対のタッチセンサ用電極のうちの一方として兼用し、他方の電極（タッチ検出電極）をこの共通電極と交差するように配置したものであり、その交差部分の静電容量が外部近接物体の有無によって変化することを利用してタッチを検出するようになっている。
【０００４】
ところで、製造工程において、互いに異なる材料により構成される層の間の密着性を高める方法について、多くの検討がなされている。例えば、特許文献２，３には、液晶表示装置において使用される非線形素子に関し、２つの層の間に密着性を高めるための層を挿入した液晶表示装置が提案されている。また、特許文献４には、金属の表面にスパッタエッチング処理を施すことにより、その上層の樹脂との密着性の改善を図る非線形素子が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４４９５８号公報
【特許文献２】特開平１０−２２３９４３号公報
【特許文献３】特開平６−２６５９４１号公報
【特許文献４】特開平３−５１８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、タッチ検出装置は、表示装置の表示動作の影響を受けることがある。具体的には、例えば、液晶表示装置とタッチ検出装置を一体化した場合において、表示装置内の信号がタッチ検出装置内のタッチ検出電極に伝わることがある。この場合には、タッチ検出信号のＳ／Ｎ比が劣化し、タッチ位置精度などが劣化するおそれがある。しかしながら、特許文献１には、タッチ検出に対する表示動作の影響については一切記載がない。
【０００７】
また、電子機器は一般に、応力に対する耐性を有することが望まれている。例えば液晶表示装置では、応力がかかった場合でも液晶がもれないようにする必要がある。しかしながら、特許文献１には、応力に対する耐性については一切記載がない。また、特許文献２〜４は、非線形素子に関するものであり、液晶のもれに関する記載は一切ない。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、応力に対する耐性を確保するとともに、表示動作の影響を低減しつつタッチ検出を行うことができるタッチ検出機能付き表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置は、第１の基板と、第２の基板と、表示機能層と、封止部と、シールド電極とを備えている。第２の基板は、並設された複数のタッチ検出電極と、一つの基板辺に沿って形成されると共に複数のタッチ検出電極の各一端が接続された端子部とを有するものである。表示機能層は、第１の基板と第２の基板との間に挿設されたものである。封止部は、表示機能層を取り囲むように設けられ、表示機能層を第１の基板と第２の基板との間に封止するものである。シールド電極は、端子部が設けられた基板辺に沿って、第１の基板もしくは第２の基板またはそれらの双方に設けられたものである。上記シールド電極は、第１の基板もしくは第２の基板またはそれらの双方と封止部との間に選択的に形成された電極パターン部分を含んでいる。
【００１０】
本発明の電子機器は、上記タッチ検出機能付き表示装置を備えたものであり、例えば、テレビジョン装置、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラあるいは携帯電話等の携帯端末装置などが該当する。
【００１１】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置および電子機器では、表示機能層において表示が行われ、第２の基板のタッチ検出電極からタッチ検出信号を出力してタッチ検出が行われる。このとき、シールド電極の電極パターン部分では、第１の基板における表示動作の為の信号がシールドされる。また、第１の基板もしくは第２の基板またはそれらの双方と封止部とは、電極パターンが形成されていない部分において密着される。
【００１２】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置では、例えば、表示機能層は液晶層を適用可能である。この場合、例えば、第１の基板における、第２の基板に対向する側の面に複数の画素電極が形成され、複数のタッチ検出電極および端子部は、第２の基板における、第１の基板に対向する側とは反対側の面に形成されるのが望ましい。また、例えば、複数のタッチ検出電極は、端子部が設けられた基板辺と交差する方向に延在し、さらに、第１の基板または第２の基板における、相手基板との対向面に、複数のタッチ検出電極と交差する方向に延在する複数の共通電極が設けられるのが望ましい。また、例えば、シールド電極は、第１の基板および第２の基板の四隅に対応する部分以外の部分に形成されているのが望ましい。
【００１３】
電極パターン部分は、例えば以下のように選択的に形成することができる。例えば、電極パターン部分は、端子部に対応する位置に選択的に形成されていてもよい。また、例えば、電極パターン部分は、封止部を横切るように選択的に形成されていてもよいし、封止部に沿った方向に延びるように選択的に形成されていてもよい。また、例えば、第１の基板は、封止部に対応する位置を通過するように形成された制御信号線を有し、電極パターン部分は、制御信号線に対応する部分に選択的に形成されていてもよい。この場合、例えば、タッチ検出期間におけるタッチ検出信号に基づいてタッチを検出するタッチ検出部をさらに備え、電極パターン部分は、タッチ検出期間において信号レベルが変化する制御信号線に対応する部分に選択的に形成されていてもよい。
【００１４】
また、例えば、第１の基板もしくは第２の基板またはそれらの双方と封止部との間に電極パターン部分が形成されていない部分において、第１の基板もしくは第２の基板またはそれらの双方の表面には選択的に凹凸形状が形成されていてもよい。
【００１５】
また、シールド電極は、以下のように、他の電極と同じ層を用いて形成することができる。例えば、共通電極は、第１の基板における第２の基板との対向面に、画素電極の形成された層と異なる層に形成され、シールド電極は、第１の基板において、画素電極の形成された層と同じ層および共通電極の形成された層と同じ層のうちの少なくとも一方に形成されていてもよい。また、例えば、共通電極は、第２の基板における第１の基板との対向面に設けられ、シールド電極は、第１の基板における画素電極の形成された層と同じ層、および第２の基板における共通電極の形成された層と同じ層のうちの少なくとも一方に形成されていてもよい。
【００１６】
シールド電極は、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化亜鉛、酸化錫、ＴｉＯのうちの少なくとも１つ以上により構成されることができる。また、シールド電極は、例えば、そのシールド電極が形成された第１の基板および第２の基板の下地部分、ならびに封止部と、機械的性質が似ている材料で構成されるようにしてもよい。この場合、機械的性質は、例えば、少なくともヤング率を含むのが望ましい。例えば、シールド電極、下地部分および封止部はともに有機材料により構成されていてもよい。この場合、シールド電極は、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロールのうちのいずれかにより構成することが可能である。
【００１７】
また、例えば、シールド電極は、基板辺と交差する辺にも形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のタッチ検出機能付き表示装置および電子機器によれば、選択的に形成された電極パターン部を含むシールド電極を、基板辺に沿って形成したので、応力に対する耐性を確保するとともに、表示動作の影響を低減しつつタッチ検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接していない状態を表す図である。
【図２】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、指が接触または近接した状態を表す図である。
【図３】本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出方式の基本原理を説明するための図であり、駆動信号およびタッチ検出信号の波形の一例を表す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表す平面図および断面図である。
【図５】図４に示したタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
【図６】図５に示したタッチ検出機能付き表示装置の共通電極およびタッチ検出電極の一構成例を表す斜視図である。
【図７】図５に示したタッチ検出機能付き表示装置の各層の性質を表す表である。
【図８】図４に示した画素基板の角の部分を表す平面図である。
【図９】図４に示したシールド電極の形成例を表す平面図である。
【図１０】図４に示したタッチ検出電極のノイズ量を表すプロット図である。
【図１１】変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
【図１２】実施の形態を適用したタッチ検出機能付き表示装置のうち、適用例１の外観構成を表す斜視図である。
【図１３】適用例２の外観構成を表す斜視図である。
【図１４】適用例３の外観構成を表す斜視図である。
【図１５】適用例４の外観構成を表す斜視図である。
【図１６】適用例５の外観構成を表す正面図、側面図、上面図および下面図である。
【図１７】変形例に係る他のタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
【図１８】変形例に係る他のタッチ検出機能付き表示装置の概略断面構造を表す断面図である。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．静電容量式タッチ検出の基本原理
２．実施の形態
３．適用例
【００２１】
＜１．静電容量式タッチ検出の基本原理＞
まず最初に、図１〜図３を参照して、本発明のタッチ検出機能付き表示装置におけるタッチ検出の基本原理について説明する。このタッチ検出方式は、静電容量式のタッチセンサとして具現化されるものであり、例えば図１（Ａ）に示したように、誘電体Ｄを挟んで互いに対向配置された一対の電極（駆動電極Ｅ１およびタッチ検出電極Ｅ２）を用い、容量素子を構成する。この構造は、図１（Ｂ）に示した等価回路として表される。駆動電極Ｅ１、タッチ検出電極Ｅ２および誘電体Ｄによって、容量素子Ｃ１が構成される。容量素子Ｃ１は、その一端が交流信号源（駆動信号源）Ｓに接続され、他端Ｐは抵抗器Ｒを介して接地されると共に、電圧検出器（タッチ検出回路）ＤＥＴに接続される。交流信号源Ｓから駆動電極Ｅ１（容量素子Ｃ１の一端）に所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ程度）の交流矩形波Ｓｇ（図３（Ｂ））を印加すると、タッチ検出電極Ｅ２（容量素子Ｃ１の他端Ｐ）に、図３（Ａ）に示したような出力波形（タッチ検出信号Ｖdet）が現れる。
【００２２】
指が接触（または近接）していない状態では、図１に示したように、容量素子Ｃ１に対する充放電に伴って、容量素子Ｃ１の容量値に応じた電流Ｉ０が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ０のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。
【００２３】
一方、指が接触（または近接）した状態では、図２に示したように、指によって形成される容量素子Ｃ２が容量素子Ｃ１に直列に追加された形となる。この状態では、容量素子Ｃ１、Ｃ２に対する充放電に伴って、それぞれ電流Ｉ１、Ｉ２が流れる。このときの容量素子Ｃ１の他端Ｐの電位波形は、例えば図３（Ａ）の波形Ｖ１のようになり、これが電圧検出器ＤＥＴによって検出される。このとき、点Ｐの電位は、容量素子Ｃ１、Ｃ２を流れる電流Ｉ１、Ｉ２の値によって定まる分圧電位となる。このため、波形Ｖ１は、非接触状態での波形Ｖ０よりも小さい値となる。電圧検出器ＤＥＴは、検出した電圧を所定のしきい値電圧Ｖthと比較し、このしきい値電圧以上であれば非接触状態と判断する一方、しきい値電圧未満であれば接触状態と判断する。このようにして、タッチ検出が可能となる。
【００２４】
＜２．実施の形態＞
［構成例］
（全体構成例）
図４は、本発明の実施の形態に係るタッチ検出機能付き表示装置の一構成例を表すものであり、図５は図４の要部（部分Ａ１）の断面構造の例を表すものである。このタッチ検出機能付き表示装置は、表示素子として液晶表示素子を用いており、その液晶表示素子により構成される液晶表示デバイスと静電容量式のタッチ検出デバイスとを一体化した、いわゆるインセルタイプの装置である。
【００２５】
タッチ検出機能付き表示装置１は、画素基板２と、対向基板３と、ＦＰＣ５と、液晶層６と、シール４とを備えている。
【００２６】
画素基板２は、図５に示したように、回路基板としてのＴＦＴ基板２１と、共通電極ＣＯＭＬと、画素電極ＥＰＩＸと、シールド電極ＥＳとを有している。ＴＦＴ基板２１は、各種電極や配線、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）などが形成される回路基板として機能するものである。ＴＦＴ基板２１は例えばガラスにより構成されるものである。ＴＦＴ基板２１の上には、絶縁膜２２が形成され、その上に信号線ＳＧＬが形成されている。信号線ＳＧＬの上には、例えばアクリル系有機樹脂により構成される平坦化膜２３が形成され、その上に共通電極ＣＯＭＬが形成される。共通電極ＣＯＭＬは、複数の画素Ｐix（図示せず）に共通の電圧を供給するための電極であり、透光性を有するものである。また、共通電極ＣＯＭＬは、タッチセンサにおいて、交流矩形波Ｓｇを印加する電極としても用いられる。すなわち、共通電極ＣＯＭＬは、上述した静電容量式タッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応するものである。共通電極ＣＯＭＬの上には絶縁膜２４が形成され、その上に画素電極ＥＰＩＸが形成される。画素電極ＥＰＩＸは、表示を行うための画素信号を供給するための電極であり、透光性を有するものである。共通電極ＣＯＭＬおよび画素電極ＥＰＩＸは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）により構成される。画素電極ＥＰＩＸの上には、配向膜２５が形成されている。
【００２７】
また、平坦化膜２３上には、シールド電極ＥＳが形成されている。シールド電極ＥＳは、図４に示したように、シール４が形成される画素基板２の外縁部分４１のうち、ＦＰＣ５が配置された辺において選択的に形成される。このシールド電極ＥＳには固定電位が与えられるようになっている。シールド電極４は、この例では、共通電極ＣＯＭＬと同じ層に形成されている。すなわち、シールド電極４は、共通電極ＣＯＭＬと同様に、ＩＴＯにより構成される。これにより、新たな製造工程を追加することなく、シールド電極ＥＳを形成することができる。
【００２８】
対向基板３は、図５に示したように、ガラス基板３１と、カラーフィルタ３２と、タッチ検出線ＴＤＬとを有している。カラーフィルタ３２は、ガラス基板３１の一方の面に形成されている。このカラーフィルタ３２は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層をブラックマトリックス（ＢＬＫ）とともに周期的に配列して構成したもので、各表示画素にＲ、Ｇ、Ｂの３色が１組として対応付けられている。カラーフィルタ３２の上には、例えばアクリル系樹脂により構成される平坦化膜３３が形成され、その上に配向膜３４が形成されている。また、ガラス基板３１の他方の面には、タッチ検出電極ＴＤＬが一方向に延在するように並設されている。タッチ検出電極ＴＤＬは、タッチセンサにおいて、タッチ検出信号Ｖdetを出力する電極である。すなわち、タッチ検出電極ＴＤＬは、上述した静電容量式タッチ検出の基本原理におけるタッチ検出電極Ｅ２に対応するものである。タッチ検出電極ＴＤＬは、例えばＩＴＯにより構成され、透光性を有する電極である。タッチ検出電極ＴＤＬには、図４に示したように端子部ＰＡＤが形成され、この端子部ＰＡＤを介してＦＰＣ５に接続されるようになっている。
【００２９】
ＦＰＣ５は、タッチ検出電極ＴＤＬのタッチ検出信号Ｖdetを外部に取り出すためのフレキシブルプリント基板である。このＦＰＣ５は、対向基板３の１辺に配置され、タッチ検出電極ＴＤＬと、端子部ＰＡＤを介して接続される。ＦＰＣ５は、例えば、タッチ検出信号Ｖdetに基づいてタッチの有無やタッチ位置を検出するタッチ検出回路（図示せず）に接続される。
【００３０】
液晶層６は、表示機能層として機能するものであり、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものである。この電界は、共通電極ＣＯＭＬの電圧と画素電極ＥＰＩＸの電圧との電位差により形成される。液晶層６には、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）やＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶が用いられる。
【００３１】
シール４は、液晶層６を画素基板２と対向基板３との間に封止するものである。シール４の材料は、例えばエポキシ樹脂が使用される。このシール４は、画素基板２および対向基板３の外縁部分４１に形成されている。すなわち、シール４は、シールド電極ＥＳが形成されている部分では、シールド電極ＥＳに密着しており、シールド電極ＥＳが形成されていない部分では、平坦化膜２３に密着するようになっている。
【００３２】
この構成により、タッチ検出機能付き表示装置１では、シールド電極ＥＳが、画素基板２に形成された各種電極や配線、薄膜トランジスタからシール４を介してタッチ検出電極ＴＤＬの端子部ＰＡＤに伝わるノイズを低減するようになっている。また、シールド電極ＥＳは、画素基板２の外縁部分４１に選択的に形成されているため、後述するように、タッチ検出機能付き表示装置１に対して応力が印加されたときに剥離しにくくなっている。
【００３３】
図６は、タッチ検出機能付き表示装置１におけるタッチセンサの一構成例を斜視的に表すものである。このタッチセンサは、画素基板２に設けられた共通電極ＣＯＭＬおよび対向基板３に設けられたタッチ検出電極ＴＤＬにより構成されている。共通電極ＣＯＭＬは、図の左右方向に延在する複数のストライプ状の電極パターンにより構成されている。タッチ検出動作を行う際は、各電極パターンには、駆動信号Ｖcom（上述した静電容量式タッチ検出の基本原理における交流矩形波Ｓｇに対応）が順次供給され、時分割的に順次走査駆動が行われるようになっている。タッチ検出電極ＴＤＬは、共通電極ＣＯＭＬの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びる電極パターンにより構成されている。共通電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を形成している。
【００３４】
図６に示したタッチセンサは、上述したタッチ検出の基本原理に従って動作するものである。すなわち、共通電極ＣＯＭＬは上述したタッチ検出の基本原理における駆動電極Ｅ１に対応し、タッチ検出電極ＴＤＬはタッチ検出電極Ｅ２に対応するものである。図６に示したように、互いに交差した電極パターンは、静電容量式タッチセンサ素子をマトリックス状に構成している。よって、タッチ検出機能付き表示装置１のタッチ検出面全体にわたって走査することにより、外部近接物体の接触または近接が生じた位置の検出も可能となっている。
【００３５】
ここで、画素基板２は、本発明における「第１の基板」の一具体例に対応する。対向基板３は、本発明における「第２の基板」の一具体例に対応する。シール４は、本発明における「封止部」の一具体例に対応する。
【００３６】
［作用および効果］
続いて、本実施の形態のタッチ検出機能付き表示装置１の作用および効果について説明する。
【００３７】
まず、図４〜６を参照して、タッチ検出機能付き表示装置１の全体動作概要を説明する。表示動作では、画素電極ＥＰＩＸおよび共通電極ＣＯＭＬに供給された信号に基づいて、液晶層６に電界が形成され、液晶層６の液晶分子の向きが変わり、通過する光が変調されることにより表示が行われる。タッチ検出動作では、共通電極ＣＯＭＬに駆動信号Ｖcomが順次供給され、共通電極ＣＯＭＬとタッチ検出電極ＴＤＬとの間の静電容量を介してタッチ検出電極ＴＤＬに伝わり、タッチ検出信号Ｖdetとして出力される。そしてこのタッチ検出信号ＶdetがＦＰＣ５を介して外部（例えばタッチ検出回路）に供給され、タッチの有無やタッチ位置の検出が行われる。
【００３８】
表示動作は、画素基板２に設けられた画素電極ＥＰＩＸおよび共通電極ＣＯＭＬに信号を供給することにより行われる。よって、その信号が例えばシール４を介して対向基板３のタッチ検出電極ＴＤＬに伝わった場合には、タッチ検出信号のＳ／Ｎ比が劣化してしまい、タッチ位置精度などが劣化するおそれがある。タッチ検出機能付き表示装置１では、シール４と画素基板２（平坦化膜２３）の間にシールド電極ＥＳを設けているため、このノイズを抑制することができる。しかしながら、シールド電極ＥＳが平坦化膜２３と密着性が悪い場合には、応力により剥離し、液晶が液晶層６から漏れるおそれがある。以下に、シールド電極ＥＳと平坦化膜２３との間の密着性について説明する。
【００３９】
図７は、シール４が形成される部分（図５の部分Ａ３）における各層のヤング率および熱膨張係数をあらわしたものである。
【００４０】
図７に示したように、シールド電極ＥＳと平坦化膜２３とでは、ヤング率が大きく異なる。また、シールド電極ＥＳを構成するＩＴＯと、平坦化膜２３を構成するアクリル系有機樹脂とは、一般にインジウムと炭素が化合物を作らないため、化学結合による強い密着性を得ることは難しいと考えられる。
【００４１】
さらに、図７に示したように、シールド電極ＥＳと平坦化膜２３とでは、熱膨張係数も大きく異なる。よって、温度が変化したときに、シールド電極ＥＳと平坦化膜２３とが剥離するおそれがある。
【００４２】
このように、シールド電極ＥＳと平坦化膜２３は、機械的性質が異なるため密着性が悪く、応力の印加や温度変化により剥離が生じるおそれがある。例えば、図４において、画素基板２の外縁部分４１の全てにシールド電極ＥＳを形成した場合には、シールド電極ＥＳを全く形成しなかった場合に比べて、約１／３の応力強度により剥離することを確認した。すなわち、この結果は、シールド電極ＥＳと平坦化膜２３との密着性が、シール４と平坦化膜２３との密着性よりも低いことを示している。
【００４３】
以上のように、シールド電極ＥＳを形成した場合には、タッチ検出電極ＴＤＬへのノイズ混入を抑えることができるものの、応力に対する耐性が低下してしまう。逆に、シールド電極ＥＳを形成しない場合には、応力に対する耐性は改善されるものの、タッチ検出電極ＴＤＬへノイズ混入し、タッチ検出信号ＶdetのＳ／Ｎ比が劣化してしまう。
【００４４】
そこで、タッチ検出機能付き表示装置１では、以下に示すように、シールド電極ＥＳを画素基板２の外縁部分４１に選択的に形成することにより、応力に対する耐性を確保しつつ、タッチ検出信号ＶdetのＳ／Ｎ比の劣化を最小限に抑えている。以下に、シールド電極ＥＳの形成について説明する。
【００４５】
図８は、画素基板２の角の部分を表すものである。タッチ検出機能付き表示装置１に応力が印加されたとき、その応力は一般に、画素基板２の角の部分に集中する。そこで、画素基板２の角付近の領域（例えば部分Ａ４）には、画素基板２上にシールド電極ＥＳを形成しないことが望ましい。これにより、応力が印加された場合において、その応力が画素基板２の角に集中しても、シール４と平坦化膜２３との間の密着性が高いため、応力に対する耐性を確保することが可能となる。
【００４６】
図９は、画素基板２の外縁部分４１のうち、ＦＰＣ５が配置された辺（図４の部分Ａ２）におけるシールド電極ＥＳの形成例を表すものであり、（Ａ）は形成例Ａを示し、（Ｂ）は形成例Ｂを示し、（Ｃ）は形成例Ｃを示し、（Ｄ）は形成例Ｄを示す。
【００４７】
形成例Ａは、図９（Ａ）に示したように、タッチ検出電極ＴＤＬに対応する部分にシールド電極ＥＳを形成する場合の例であり、電極幅Ｗで形成されたシールド電極ＥＳの電極パターン部分が、端子部ＰＡＤと重なるように形成されている。すなわち、この例は、ノイズを伝達したくない電極（この例ではタッチ検出電極ＴＤＬの端子部ＰＡＤ）に対応する位置にシールド電極ＥＳを設けることにより、画素基板２からのノイズの伝達を抑制するものである。
【００４８】
形成例Ｂは、図９（Ｂ）に示したように、シール４の領域を横切るようにシールド電極ＥＳを形成する場合の例であり、ライン幅ＬおよびスペースＳで形成されたシールド電極ＥＳの電極パターン部分が、シール４と重なるように形成されている。
【００４９】
形成例Ｃは、図９（Ｃ）に示したように、シール４の領域において、シール４の方向に沿ってシールド電極ＥＳを形成する場合の例であり、ライン幅ＬおよびスペースＳで形成されたシールド電極ＥＳの電極パターン部分が、シール４と重なるように形成されている。
【００５０】
形成例Ｄは、図９（Ｄ）に示したように、画素基板２に形成された制御信号線Ｌ１に対応する部分にシールド電極ＥＳを形成する場合の例である。すなわち、この例は、ノイズ源となる信号線（制御信号線Ｌ１）に対応する位置にシールド電極ＥＳを設けることにより、画素基板２からのノイズの伝達を抑制するものである。この場合、必ずしも全ての制御信号線Ｌ１にこのシールド電極ＥＳを設ける必要はなく、例えば、外部に接続されたタッチ検出回路がタッチを検出する際、タッチ検出精度に影響を与えるタイミングでその信号レベルが変化する制御信号線のみに対してシールド電極ＥＳを設けるようにするのが望ましい。このように、シールド電極ＥＳを形成する制御信号線を限定することにより、より自由度の高いレイアウトが実現できるようになる。
【００５１】
次に、上述した形成例Ａ〜Ｄのようにシールド電極ＥＳを形成した場合における、タッチ検出電極ＴＤＬのノイズ量の測定結果を説明する。
【００５２】
図１０は、様々なシールド電極パターンにおける、タッチ検出電極ＴＤＬのノイズ量を表すものである。形成例Ａについては、シールド電極ＥＳの電極幅Ｗ（シール４の方向に沿った方向の幅）が異なる４つのパターンに対して測定を行った。形成例Ｂ，Ｃについては、シールド電極ＥＳのライン幅ＬおよびスペースＳを互いに等しくする条件において、そのライン幅ＬおよびスペースＳが異なる２つパターンに対して測定を行った。また、参考として、画素基板２の外縁部分４１の全てにシールド電極ＥＳを形成した場合（シールド電極有り（全面））、およびシールド電極ＥＳを全く形成しなかった場合（シールド電極無し）についても測定を行った。
【００５３】
図１０に示したように、形成例Ａ〜Ｄのいずれのシールド電極パターンでも、シールド電極ＥＳを全く形成しない場合に比べてノイズ量が低減することを確認した。特に、形成例Ａでは、シールド電極ＥＳの電極幅Ｗを広くするほどノイズ量が減少する傾向がある。これは、この電極幅Ｗを広くするほど、シールドする面積が増え、画素基板２からタッチ検出電極ＴＤＬの端子部ＰＡＤに混入するノイズ量を減らすことができることを意味する。また、形成例Ｂでは、ライン幅ＬおよびスペースＳによりノイズ量はさほど変化していない。これは、形成例Ｂでは、図９（Ｂ）に示したように、ライン幅ＬおよびスペースＳを変えても、シールド４の下部部分のノイズ源になる回路や配線を覆うシールド面積が大きく変化しないためである。
【００５４】
また、図１０においてノイズ量を測定したシールド電極パターンを有するタッチ検出機能付き表示装置１に対して、所定の応力を印加し剥離が生じるかどうかを確認した。測定は、各１０サンプルずつ行った。その結果、シールド電極ＥＳを形成しない場合では１０サンプル全てにおいて剥離が生じたのに対し、形成例Ａ〜Ｄのいずれのシールド電極パターンを有する場合には、いずれも全く剥離が生じないことを確認した。
【００５５】
以上のように、タッチ検出機能付き表示装置１では、例えば図８，９に示したように、選択的にシールド電極ＥＳを形成することにより、シールド電極ＥＳを形成した部分では、シールドの効果により画素基板２から対向基板３のタッチ検出電極ＴＤＬへのノイズの伝達を抑制することができ、シールド電極ＥＳを形成しない部分では、シール４と画素基板２（平坦化膜２３）との密着性を確保することができるため、応力に対する耐性を確保しつつ、タッチ検出信号ＶdetのＳ／Ｎ比の劣化を最小限に抑えることができる。
【００５６】
（効果）
以上のように本実施の形態では、画素基板の外縁領域のうち端子部が形成された辺に対して選択的にシールド電極ＥＳを形成するようにしたので、応力に対する耐性を確保しつつ、タッチ検出信号ＶdetのＳ／Ｎ比の劣化を最小限に抑えることができる。
【００５７】
本実施の形態では、シールド電極を共通電極ＣＯＭＬと同じ層に形成するようにしたので、新たな製造工程を追加することなく、シールド電極を形成することができる。
【００５８】
［変形例１］
上記実施の形態では、シールド電極ＥＳを画素基板２に形成するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、図１１に示したように、例えば対向基板３に形成してもよい。図１１において、シールド電極ＥＳ２は、対向基板３の平坦化膜３３の上に形成されている。この場合でも、上記実施の形態と同様に、選択的にシールド電極ＥＳを形成することにより、応力に対する耐性を確保しつつ、タッチ検出信号ＶdetのＳ／Ｎ比の劣化を最小限に抑えることができる。
【００５９】
［その他の変形例］
上記実施の形態では、シールド電極ＥＳを、画素基板２の外縁領域４１のうちＦＰＣ５が形成された辺にのみ形成するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、ＦＰＣ５が形成された辺と交差する辺にも形成するようにしてもよい。具体的には、シールド電極ＥＳの電極パターンは、例えば、上記形成例Ｂ〜Ｄを適用可能である。例えば、画素電極ＥＰＩＸへの画素信号の印加を制御するＴＦＴをオンオフ制御するためのゲートドライバが、ＦＰＣ５が形成された辺と交差する辺に配置された場合には、図９（Ｄ）に示したように、その制御信号線に対応する部分にシールド電極ＥＳを形成することにより、その信号線から対向基板３へ伝わるノイズを低減することができる。
【００６０】
また、上記実施の形態では、シールド電極ＥＳを共通電極ＣＯＭＬと同じ層に形成するようにしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、画素電極ＥＰＩＸと同じ層に形成しても良いし、共通電極ＣＯＭＬおよび画素電極ＥＰＩＸの両方と同じ層に形成して２重にシールド電極を構成してもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態では、シールド電極ＥＳおよび共通電極ＣＯＭＬはＩＴＯにより構成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、ＩＺＯ（登録商標）、酸化亜鉛、酸化錫、ＴｉＯのいずれか、もしくはこれらを組み合わせて構成してもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態では、シールド電極ＥＳはＩＴＯにより構成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、シール４や平坦化膜２３と機械的性質が近い材料で構成してもよい。ここで、機械的性質は、例えばヤング率とすることができる。例えば、シール４および平坦化膜２３が有機材料で構成された場合には、シールド電極ＥＳは有機材料により構成されてもよい。具体的には、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロールを使用してもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態では、画素基板２の外縁部分４１のうち、シールド電極ＥＳを設けない部分では、平坦化膜２３とシール４が密着するようにしたが、この部分における平坦化膜２３の表面は、平坦であることに限定されるものではなく、例えば凹凸が形成されていてもよい。これにより、シール４と平坦化膜２３との密着面積が広くなり、密着性を高めることができる。
【００６４】
また、上記実施の形態では、タッチ検出回路は、タッチ検出機能付き表示装置の外部に形成されているとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、タッチ検出機能付き表示装置に搭載してもよい。
【００６５】
＜３．適用例＞
次に、図１２〜図１６を参照して、上記実施の形態および変形例で説明したタッチ検出機能付き表示装置の適用例について説明する。上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【００６６】
（適用例１）
図１２は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表すものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル５１１およびフィルターガラス５１２を含む映像表示画面部５１０を有しており、この映像表示画面部５１０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００６７】
（適用例２）
図１３は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表すものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部５２１、表示部５２２、メニュースイッチ５２３およびシャッターボタン５２４を有しており、その表示部５２２は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００６８】
（適用例３）
図１４は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表すものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５３１、文字等の入力操作のためのキーボード５３２および画像を表示する表示部５３３を有しており、その表示部５３３は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００６９】
（適用例４）
図１５は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。このビデオカメラは、例えば、本体部５４１、この本体部５４１の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ５４２、撮影時のスタート／ストップスイッチ５４３および表示部５４４を有している。そして、その表示部５４４は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００７０】
（適用例５）
図１６は、上記実施の形態等のタッチ検出機能付き表示装置が適用される携帯電話機の外観を表すものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０、サブディスプレイ７５０、ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０は、上記実施の形態等に係るタッチ検出機能付き表示装置により構成されている。
【００７１】
以上、実施の形態および変形例、ならびに電子機器への適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
【００７２】
例えば、上記の実施の形態では、液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化したいわゆるインセルタイプとしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、図１７に示したように、液晶表示デバイスの表面にタッチ検出デバイスを形成した、いわゆるオンセルタイプであってもよい。図１７において、液晶表示デバイスの表面であるガラス基板３１の上には、タッチパネルＴＰが形成され、その上に表面を保護するための絶縁膜５１が形成されている。また、タッチパネルＴＰは、補助配線５２を介してＦＰＣ５に接続されている。
【００７３】
また、例えば、上記の実施の形態では、ＦＦＳやＩＰＳ等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化したが、これに代えて、ＴＮ（ツイステッドネマティック）、ＶＡ（垂直配向）、ＥＣＢ（電界制御複屈折）等の各種モードの液晶を用いた液晶表示デバイスとタッチ検出デバイスとを一体化してもよい。このような液晶を用いた場合には、タッチ検出機能付き表示装置を、図１８に示したように構成可能である。図１８は、本変形例に係るタッチ検出機能付き表示装置の要部断面構造の一例を表すものであり、画素基板２Ｂと対向基板３Ｂとの間に液晶層６Ｂを挟持された状態を示している。その他の各部の名称や機能等は図５の場合と同様なので、説明を省略する。この例では、図５の場合とは異なり、表示用とタッチ検出用の双方に兼用される共通電極ＣＯＭＬは、対向基板３Ｂの平坦化膜３３の上に形成されている。
【００７４】
また、例えば、上記の実施の形態では、表示素子として液晶表示素子を用いたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、ＥＬ（Electro Luminescence）素子を用いるようにしてもよい。この場合でも、上記実施の形態の場合（図５）と同様に、ＥＬ素子を封止するためのシール４の下に選択的にシールド電極ＥＳを設けることにより、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１…タッチ検出機能付き表示装置、２…画素基板、３…対向基板、４…シール、５…ＦＰＣ、６，６Ｂ…液晶層、２１…ＴＦＴ基板、２２，２４，５１…絶縁膜、２３，３３…平坦化膜、２５，３４…配向膜、３１…ガラス基板、３２…カラーフィルタ、４１…外縁部分、５２…補助配線、ＣＯＭＬ…共通電極、ＥＰＩＸ…画素電極、ＥＳ，ＥＳ２…シールド電極、Ｌ１…制御信号線、ＰＡＤ…端子部、ＳＧＬ…信号線、ＴＤＬ…タッチ検出電極、ＴＰ…タッチパネル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0005615647.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
0005615647.tif 000017
【図１７】
0005615647.tif 000018
【図１８】
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